切削颤振是金属切削过程中刀具与工件之间产生的一种十分强烈的相对振动。切削颤振降低加工质量与切削效率,降低刀具、机床的使用寿命,产生污染周围环境的切削噪声,导致机床加工,甚至人身伤亡的重大事故。采用切削颤振的控制技术及手段,可大大减轻甚至消除切削颤振及其所带来的各种不良影响,极大地改善人们的工作环境,提高工作效率,减少切削能源的消耗,提高刀具和设备的使用寿命,并将产生直接或间接的经济效益和社会效益。 稀土超磁致伸缩材料是一种新型的功能材料,具有磁致伸缩应变大、磁机耦合系数高,能量密度高等优点。目前在机电行业广泛应用。超磁致伸缩致动器(Giant MagnetostrictiveActuator,简称GMA)是利用稀土-铁超磁致伸缩材料Terfenol-D在外加磁场作用下发生形变这一特性,实现电磁能向机械能转换的一种新型转换器。这种致动器具有推进力大、应变大、快速响应和无极化、无老化等优点。由Terfenol-D制成的主动控制执行机构具有最大消振力达数千牛,频率范围宽,低频持性好等优点。 本文在综合研究了切削颤振的形成机理以及超磁致伸缩致动器的特性的基础上,建立了以超磁致伸缩致动器为执行元件的微位移刀架切削颤振抑制系统,通过给微位移刀架加振动切削信号来实现切削颤振抑制。实验表明,采用超磁致伸缩致动器为执行元件的微位移刀架系统能有效的抑制切削颤振。